用于探测电池组电池的紧要状况的接触传感元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及按照独立权利要求的前序部分的电池组电池、尤其是锂离子电池组电池，该电池组电池具有接触传感元件，用于探测邻近该接触传感元件或对该接触传感元件施加压力的元件，以及用于运行该接触传感元件的方法。
【背景技术】
[0002]电池组电池是一种电化学蓄能器，该电化学蓄能器在其放电时通过电化学反应把所存储的化学能转换为电能。其特征在于，将来不仅在诸如风力发电装置的固定应用中，在被设计为混合动力或电动汽车的汽车中，而且在电子仪器中，使用新型电池组系统，对这些电池组系统提出关于可靠性、安全性、效率和寿命的非常高的要求。
[0003]由于其大的能量密度，尤其是锂离子电池组被用作电气驱动汽车的蓄能器。
[0004]在DE 202004006598 Ul中公开了一种接触敏感的显示装置(触摸屏)，具有显示单元、尤其是屏幕和有接触敏感的表面的传感元件，其中该传感元件在接触时向控制装置输出关于接触位置的信息信号。
[0005]DE 102011108803 Al公开了一种用于输入装置的塑料薄膜，具有布置于其上的彼此电绝缘的但在交叉点上电容耦合的导电体，该输入装置尤其将触摸模块和操作元件相结入口 ο
[0006]US 6819316 B2公开了一种柔性电容式接触传感器，它包括薄的柔性的透明的和绝缘的载体。在该载体上在一侧涂覆有由结实的材料构成的薄的柔性的和透明的层，并且薄的、柔性的、透明的和对压力敏感的由粘性材料构成的薄层位于该载体的另一侧，该薄层又被保护薄膜覆盖。由结实的材料构成的该层包括集成的电极、电线和导电区域。
【发明内容】
[0007]按照本发明提供一种具有独立权利要求的表征特征的具有集成的接触传感元件的电池组电池以及用于运行该接触传感元件的方法，该接触传感元件用于探测邻近接触传感元件或对该接触传感元件施加压力的元件。
[0008]这尤其基于，该接触传感元件探测邻近该接触传感元件或对该接触传感元件施加压力的元件、例如进入该电池组电池的尖锐物体、例如由于碰撞或事故而实现的电池组电池的变形，并且由此在该电池组电池的相应的部位上出现增大的局部压力。此外，该接触传感元件通过检测相应部位上局部增大的压力来探测事件、诸如电池组电池的掉落、该电池组电池的震动或碰撞等等。此外由该接触传感元件探测元件，诸如积聚在该接触传感元件上的自由颗粒和化学元素。
[0009]在此情况下有利的是，借助于接触传感元件监视该电池组电池的状态，由此尤其识别诸如上面提到的紧要状况。通过提早识别紧要状况，迅速地导入用于排除该紧要状况的措施。这样，例如可以防止由电池组电池中的紧要条件以及电池组电池的短路造成的电池组电池的其他损坏和该电池组电池的提前老化。此外，这样的接触传感元件的制造是简单而且成本低的。
[0010]此外有利的是，与传感器、诸如虽然识别加速度但是必须通过成本过高的软件来探测该加速度是有害还是无害的加速度传感器的使用相比，对该接触传感元件的接触或压力施加的所确定的位置可以直接被用作例如用于导入与安全有关的动作的另一电路的触发器。
[0011]本接触传感元件的其他有利的实施方式由从属权利要求得出。
[0012]因此有利的是，在一种实施方式中该接触传感元件集成到电池组电池的薄膜中，因为薄膜一方面是薄的，因此它可以以节省空间的方式被定位在该电池组电池中的不同的部位处，而另一方面是柔软的，使得该薄膜和所集成的接触传感元件可以通过其柔性对机械作用、例如碰撞进行补偿而不毁坏。此外可能的是，具有集成的接触传感元件的薄膜以不同的形式、例如以被卷绕的形式来实施，而不损坏该薄膜。
[0013]在另一种有利的实施方式中该接触传感元件被实施为电容式传感元件。在电容式传感元件的情况下不需要作用于接触传感元件上的机械压力，以便由该接触传感元件探测。只通过接触传感元件与导电元件、例如甚至与锂离子的接触，使接触传感元件之内的电场改变，由此发生可测量的电脉冲。在电容式传感元件的情况下有利的是，只接近该接触传感元件、然而丝毫没有对该接触传感元件施加压力的元件被探测，因为这样的元件可能隐藏潜在危险，然而并非利用所有接触传感元件都能检测到。另一个优点是，电容式传感元件非常精确。此外，它们对化学药品稳定，而且对机械损坏非常不敏感。按照一种实施方式，此外有利的是，将接触传感元件的格栅状布置的印制导线借助印刷方法涂覆到该薄膜上，因为这成本比较低而且节省时间。有利的是，使用由铜和/或银构成的印制导线，因为这些印制导线具有高的导电性和导热性。此外，铜非常稳定。此外，有利的是，印制导线具有大约l-25nm的直径，因为所述印制导线在这个数量级上在该电池组电池中不呈现出值得一提的附加重量。印制导线的直径越小，该接触传感元件例如在其中集成了接触传感元件的薄膜的卷绕方面就越柔软。
[0014]在另一种有利的实施方式中，该接触传感元件被实施为电阻式传感元件。电阻式接触传感元件比较物美价廉、非常精确，并且此外对湿度相对不敏感。在此情况下可以使用四线、五线、六线、七线或八线技术，其中四线是所提到的技术中最简单的技术。
[0015]在一种特别有利的实施方式中，该接触传感元件集成到电池组电池的隔离膜中。这样，该接触传感元件可以探测直接邻近该隔离膜或对该隔离膜施加压力的元件。这样的元件例如是在制造电池组电池时处于该电池组电池中的颗粒。此外，树枝晶可以被接触传感元件识别，所述树枝晶例如从阳极出发直至隔离器而形成，并且当所述树枝晶未被及早识别时，隐藏着穿透隔离器的危险，这在大多数情况下导致短路。在通过集成到隔离膜中的接触传感元件及早识别这样的危险时有利的是，可以及早导入用于排除紧要状况的措施。这样可以避免电池组电池的损坏或必要时避免短路。此外，这样延长电池组电池的功能能力和寿命。
[0016]此外，有利的是，不必将另外的薄膜集成到该电池组电池中，而是可以只把接触传感元件集成到已经存在的隔离膜中。
[0017]在另一种特别有利的实施方式中，该接触传感元件集成到包围电池组电池的负电极、隔离器和正电极的电池卷膜中。这样，该接触传感元件可以探测直接邻近该电池卷膜或对该电池卷膜施加压力的元件。在此情况下优点是，识别作用于集成到电池卷膜中的组成部分上的所有机械作用。因而该电池卷膜之内的电池组电池的组成部分的监视比利用传统的用于监视电池组电池的方法更准确和更精确。这样可以避免该电池组电池的损坏或必要时避免短路。此外，这样延长该电池组电池的功能能力和寿命。
[0018]此外有利的是，不必将另外的薄膜集成到该电池组电池中，而是可以只把接触传感元件集成到已经存在的电池卷膜中。
[0019]在一种有利的实施方式中，该接触传感元件与分析电子设备和用于导入与安全有关的动作的单元连接。在此情况下该分析电子设备和/或该用于导入与安全有关的动作的单元可以被集成到该电池组电池的附加薄膜中。该薄膜例如可以被定位在电池组电池的外壳的内侧上，尤其是在外壳的盖子的内侧上，或直接与由该电池组电池的正电极、隔离器和负电极构成的复合装置物理接触。在此情况下优点是，与替代方案、诸如把电子设备以部件、诸如印刷电路板的形式集成到该电池组电池本身中相比，该分析电子设备和/或该用于导入与安全有关的动作的单元的空间需求明显更小。与替代方案相比成本同样明显更小。此外，薄膜可以在连续的过程中被加工，由此节省时间和成本。集成到薄膜中的分析电子设备和/或用于导入与安全有关的动作的单元是柔软的而且可以电绝缘，使得它们可以被安置或引入到任意的外壳部件上，例如还可以被直接安置或引入到该电池组电池的电池卷膜上。
【附图说明】
[0020]本发明的实施方式在附图中被示出并在随后的【附图说明】中更详细地被解释。
[0021]图1示出具有格栅状布置的印制导线的投影电容式接触传感元件的示意性正面图；
[0022]图2示出按照本